(57)【要約】【課題】特定の振動方向の偏光光を効率良く供給でき、液晶型空間光変調装置を用いるプロジェクタに好適な照明装置等を提供すること。【解決手段】光を供給する光源１０１と、光源１０１からの光を略平行化する平行化光学系１０２と、平行化光学系１０２からの光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する反射型偏光板１０４と、を有し、光源１０１は、反射型偏光板１０４で反射され光源１０１の方向へ進行する光を、平行化光学系１０２の方向へ反射する反射部２１２を備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を供給する光源と、
前記光源からの光を略平行化する平行化光学系と、
前記平行化光学系からの光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、前記特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する反射型偏光板と、を有し、
前記反射型偏光板で反射され前記光源の方向へ進行する光を、前記平行化光学系の方向へ反射する反射部を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記平行化光学系は、コリメータレンズ、リフレクタ、コリメータレンズとリフレクタとの組合せ、のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
複数の前記光源がアレイ状に設けられ、
複数の前記平行化光学系と、複数の前記反射型偏光板とが、前記光源に対応してそれぞれアレイ状に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記平行化光学系と前記反射型偏光板との間に、位相板を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記反射型偏光板を透過した前記偏光光を集光するレンズ系を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
特定の振動方向の偏光光を供給する照明装置と、
前記照明装置からの前記偏光光の強度分布を略均一化する導光光学系と、
前記導光光学系からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記空間光変調装置からの光を投写する投写レンズと、を有し、
前記照明装置は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置であることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置及びプロジェクタ、特に、液晶型空間光変調装置と組み合わせて用いられる照明装置の技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタでは、光源と空間光変調装置とを含めた光学系において、有効に扱える光束が存在する空間的な広がりを面積と立体角の積（エテンデュー、Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ  Ｅｘｔｅｎｔ）として表すことができる。この面積と立体角の積は、光学系において保存される。空間光変調装置が有効に変調可能な光の取り込み角度には限りがある。このため、光源の空間的な広がりが大きくなると、光源からの光束を有効に用いることが困難となる。
【０００３】
液晶型空間光変調装置を備えるプロジェクタの照明装置には、偏光変換を行うための部材として、例えば、ＰＢＳアレイが設けられる。ＰＢＳアレイは、１つの光束を振動方向が略直交する２つの偏光光に分離し、その一方を位相板で変換する。このため、ＰＢＳアレイを用いると光束が略２倍に大きくなってしまう。特に、光源に固体発光素子である発光ダイオード素子（以下、「ＬＥＤ」という。）をアレイ状に設ける場合、光源の発光面積が大きくなる。このことから、アレイ状のＬＥＤとＰＢＳアレイとを組み合わせて用いると、光束が大きくなり照明効率の低下を招いてしまうと考えられる。そこで、ＬＥＤをアレイ状にする構成においては、エテンデューを大きくせずに特定の振動方向の偏光光を供給することが求められる。エテンデューを大きくせず特定の振動方向の偏光光を供給するための技術としては、例えば、特許文献１、２に提案されているものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２２１４９９号公報
【特許文献２】特開２００３−５７４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に提案されている技術は、ＬＥＤ内部に偏光変換素子を設けるものである。ＬＥＤ内部に偏光変換素子を設けると、ＬＥＤの製造が困難となる上、ＬＥＤからの熱によって反射型偏光フィルムが変質し、偏光変換を行うことが困難となる場合がある。また、特許文献２に提案されている技術は、ロッドインテグレータの入射端面に反射面、ロッドインテグレータの射出側に偏光変換素子を設けるものである。ロッドインテグレータの入射端面には光源からの光を入射させる開口部を設けることから、反射型偏光板で反射された光が開口部から射出し、ロッドインテグレータによる光のリサイクル効率が低下する場合がある。また、アレイ状のＬＥＤからの光を効率良くロッドインテグレータに入射させるためには、ＬＥＤを配置する領域に対応してロッドインテグレータを大型にすること、ＬＥＤに対応して複数の開口部をロッドインテグレータに設けること等の措置をとる必要を生じる。
【０００６】
反射型偏光板は、反射型偏光板に対して略垂直な方向から入射する光を効率良く分離できる。これに対して、上記の特許文献１、２に提案されている構成のいずれも、一部の光は、反射型偏光板に対して斜めに入射するものである。このため、光を効率良く分離することが困難となる。このように、従来の技術によると、効率良く特定の振動方向の偏光光を供給することが困難となる場合があるため問題である。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、特定の振動方向の偏光光を効率良く供給でき、液晶型空間光変調装置を用いるプロジェクタに好適な照明装置、及びその照明装置を用いるプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、光を供給する光源と、光源からの光を略平行化する平行化光学系と、平行化光学系からの光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する反射型偏光板と、を有し、反射型偏光板で反射され光源の方向へ進行する光を、平行化光学系の方向へ反射する反射部を備えることを特徴とする照明装置を提供することができる。
【０００８】
反射型偏光板に入射した光のうち、特定の振動方向の偏光光は反射型偏光板を透過する。これに対して、特定の振動方向以外の他の振動方向の光は、反射型偏光板で反射されて光源の方向に戻る。例えば、反射部が光源に設けられている場合、反射型偏光板から光源の方向に戻る光は反射部で反射され、再び反射型偏光板の方向に進行する。光源と反射型偏光板との間に平行化光学系を設けることにより、反射型偏光板で反射された光は、反射型偏光板の方向へ進行するときと略同一の光路を進行する。このため、反射型偏光板で反射された光を効率良く光源に戻すことができる。これにより、反射部と反射型偏光板との間の光路を偏光光が循環（リサイクル）する過程において、反射型偏光板で特定の振動方向の偏光光を次々と取り出すことができる。この結果、高い利用効率で特定の振動方向の偏光光を得ることができる。
【０００９】
光源からの光を平行光光学系によって略平行化するため、光源からの光は反射型偏光板に対して略垂直な方向から入射することになる。光源からの光を反射型偏光板に対して略垂直な方向から入射させることにより、光源からの光を効率良く分離することができる。また、反射型偏光板を光源の外部に配置するため、光源からの熱による反射型偏光板の変質を防ぐことができる上、光源の製造も容易にできる。本発明の照明装置は、光源からの光束を倍増させることなく特定の振動方向の偏光光を供給可能である。このため、プロジェクタの光学系において光源からの光束を有効に用いることができる。光源からの光束を有効に用いることができることから、例えば、複数の光源をアレイ状に配置する構成にも容易に対応することが可能である。これにより、特定の振動方向の偏光光を効率良く供給でき、液晶型空間光変調装置を用いるプロジェクタに好適な照明装置を得られる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、平行化光学系は、コリメータレンズ、リフレクタ、コリメータレンズとリフレクタとの組合せ、のいずれかであることが望ましい。平行化光学系としてコリメータレンズ、リフレクタ、コリメータレンズとリフレクタとの組合せのいずれかを設けることにより、光源からの光を略平行光に変換することができる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、複数の光源がアレイ状に設けられ、複数の平行化光学系と、複数の反射型偏光板とが、光源に対応してそれぞれアレイ状に設けられていることが望ましい。上述のように、本発明の照明装置は、複数の光源をアレイ状に配置する構成にも容易に対応することが可能である。平行化光学系と、反射型偏光板とを光源に対応させて設けることにより、複数の光源からの光を効率良く供給することができる。これにより、複数の光源からの光を効率良く供給可能な照明装置を得られる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、平行化光学系と反射型偏光板との間に、位相板を有することが望ましい。位相板は、反射型偏光板で反射された、例えば直線偏光を、円偏光に変換する。光源の方向へ進行した円偏光は、光源に設けられた反射部で平行化光学系の方向へ反射された後再度位相板を透過することにより、直線偏光に変換される。例えばλ／４位相板を用いると、反射型偏光板で反射された直線偏光は、２回位相板を透過することにより、位相がλ／２変化することになる。このため、反射型偏光板で反射された直線偏光のうち一部の直線偏光を、再度反射型偏光板に入射させるまでに特定の振動方向の直線偏光に変換することができる。特定の振動方向の直線偏光に変換された光は、反射型偏光板を透過することができる。これに対して、再度、位相板を透過することにより特定の振動方向とは異なる他の振動方向に変換された直線偏光は、反射型偏光板で反射され、上述の再循環を繰り返す。このように、位相板を設けることにより、さらに効率良く所望の直線偏光成分を取り出すことができる。本発明の構成によれば、位相板に対して光を略垂直な方向から入射させることが可能である。位相板に対して光を略垂直な方向から入射可能であるから、直線偏光と円偏光との変換を効率良く行うことができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様としては、反射型偏光板を透過した偏光光を集光するレンズ系を有することが望ましい。レンズ系を用いて偏光光を集光することにより、特定の領域に効率良く偏光光を進行させることができる。また、レンズ系が特定の領域に偏光光を進行させる構成とすることにより、複数の光源をアレイ状に設ける場合も効率良く特定の領域に光を進行させることができる。
【００１４】
さらに、本発明によれば、特定の振動方向の偏光光を供給する照明装置と、照明装置からの偏光光の強度分布を略均一化する導光光学系と、導光光学系からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、空間光変調装置からの光を投写する投写レンズと、を有し、照明装置は、上記の照明装置であることを特徴とするプロジェクタを提供することができる。本発明のプロジェクタは、上述の照明装置を用いているため、高い光利用効率で明るい画像を得ることができる。また、複数の光源をアレイ状に配置する構成としても、導光光学系を大型にすること、光源に対応して導光光学系の入射端面に複数の開口部を設けること等の措置をとる必要もない。このため、プロジェクタを小型かつ簡易な構成にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１に係るプロジェクタ１００の概略構成を示す。本実施例では、まず、プロジェクタ１００の全体の構成について説明し、次いで、照明装置１１０により特定の振動方向の偏光光を供給する構成について説明する。プロジェクタ１００は、照明装置１１０と、導光光学系であるロッドインテグレータ１２０と、空間光変調装置である液晶型空間光変調装置１３４と、投写レンズ１４０とを有する。照明装置１１０は、ＬＥＤ１０１、コリメータレンズ１０２、λ／４位相板１０３、反射型偏光板１０４、集光レンズ１０５から構成される。光源であるＬＥＤ１０１は、白色光を供給する。ＬＥＤ１０１から供給される白色光は、平行化光学系であるコリメータレンズ１０２に入射する。
【００１７】
コリメータレンズ１０２は、ＬＥＤ１０１からの光を略平行化する。コリメータレンズ１０２により略平行化された光は、λ／４位相板１０３を透過した後、反射型偏光板１０４に入射する。反射型偏光板１０４は、コリメータレンズ１０２からの光のうち特定の振動方向の偏光光、例えばｐ偏光光を透過させる。また、反射型偏光板１０４は、コリメータレンズ１０２からの光のうち特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する。例えば、反射型偏光板１０４は、ｐ偏光光以外の偏光光を反射する。
【００１８】
反射型偏光板１０４を透過した偏光光は、集光レンズ１０５によってロッドインテグレータ１２０の入射端面近傍の領域に集光される。このようにして、照明装置１１０は、特定の振動方向の偏光光を供給する。なお、コリメータレンズ１０２と、集光レンズ１０５とは、いずれもフレネルレンズにより構成することとしても良い。コリメータレンズ１０２と集光レンズ１０５とをフレネルレンズにより構成する場合も、照明装置１１０は、上述と同様に特定の振動方向の偏光光を供給することができる。
【００１９】
導光光学系であるロッドインテグレータ１２０は、照明装置１１０からの偏光光の強度分布を略均一化する。ロッドインテグレータ１２０は、断面が略矩形の透明な硝子部材からなる。ロッドインテグレータ１２０に入射した光は、硝子部材と空気との界面において全反射を繰り返しながらロッドインテグレータ１２０の内部を進行する。ロッドインテグレータ１２０としては、硝子部材から構成するものに限らず、内面を反射面とする中空構造としても良い。内面を反射面とするロッドインテグレータの場合、ロッドインテグレータに入射した光は、反射面において反射を繰り返しながらロッドインテグレータの内部を進行する。また、ロッドインテグレータは、硝子部材と反射面とを組み合わせる構成としても良い。集光レンズ１０５を用いてロッドインテグレータ１２０の入射端面近傍に偏光光を集光することにより、効率良くロッドインテグレータ１２０に特定の振動方向の偏光光を入射させることができる。なお、ロッドインテグレータ１２０の出射端面側に、出射端面からの出射光が拡散しないようにその出射方向を規制し集光する集光レンズ、ロッドインテグレータの出射端面を液晶型空間光変調装置１３４上に結像する結像レンズ等を配置しても良い。
【００２０】
ロッドインテグレータ１２０で強度分布を略均一化された光は、カラーフィルタ１３２に入射する。カラーフィルタ１３２は、液晶型空間光変調装置１３４の入射側に設けられている。カラーフィルタ１３２は、照明装置１１０からの白色光を、赤色光（以下、「Ｒ光」という。）と、緑色光（以下、「Ｇ光」という。）と、青色光（以下、「Ｂ光」という。）とに分離する。カラーフィルタ１３２は、いずれの不図示の、Ｒ光透過カラーフィルタと、Ｇ光透過カラーフィルタと、Ｂ光透過カラーフィルタとをアレイ状に配置している。各色光透過カラーフィルタに対応して、液晶型空間光変調装置１３４にも、いずれの不図示の、Ｒ光用液晶層と、Ｇ光用液晶層と、Ｂ光用液晶層とが設けられている。カラーフィルタ１３２のうち、Ｒ光透過カラーフィルタを施した部分は、白色光のうち、Ｒ成分の光が透過する。これに対して、Ｒ光透過カラーフィルタに入射したＧ成分及びＢ成分の光は、Ｒ光透過カラーフィルタを透過せず、吸収される。
【００２１】
Ｒ光透過カラーフィルタを透過したＲ成分の光は、液晶型空間光変調装置１３４のＲ光用液晶層に入射する。液晶型空間光変調装置１３４は、画像信号に応じて液晶層に光を透過させる、いわゆる透過型液晶表示装置である。ここで、Ｒ光用液晶層へ供給されるＲ光は、特定の振動方向の偏光光、例えばｐ偏光光である。Ｒ光用液晶層に入射したＲ成分のｐ偏光光は、画像信号に応じた変調によりｓ偏光光に変換される。変調によりｓ偏光光に変換されたＲ光は、液晶型空間光変調装置１３４から射出される。Ｇ光、Ｂ光についても、Ｒ光と同様にして、画像信号に応じて変調され、液晶型空間光変調装置１３４から射出される。このようにして、フルカラー像を得ることができる。液晶型空間光変調装置１３４からの光は、投写レンズ１４０によってスクリーン１５０に投写される。
【００２２】
次に、照明装置１１０の構成を詳細に説明する。図２は、照明装置１１０の一部の構成と、ＬＥＤ１０１からの光の光路の例とを示す。上述のように、反射型偏光板１０４は、特定の振動方向の偏光光、例えばｐ偏光光を透過し、特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光、例えばｓ偏光光を反射する。このとき、反射型偏光板１０４に入射する光はコリメータレンズ１０２によって略平行化されていることから、反射型偏光板１０４で反射された光は、反射型偏光板１０４へ入射するときと略同一の光路を逆向きに進行する。反射型偏光板１０４で反射された光のうちのｓ偏光光は、λ／４位相板１０３を透過することにより円偏光に変換される。λ／４位相板１０３を透過した光は、コリメータレンズ１０２を透過してＬＥＤ１０１に戻る。
【００２３】
ＬＥＤ１０１には、反射部２１２が設けられている。反射部２１２としては、光沢性を有する部材、例えば、アルミニウムや銀等の金属部材によって構成することができる。反射部２１２を金属部材で構成すると、反射部２１２を耐熱性に優れた構成にできる。ＬＥＤ１０１に戻った光は、反射部２１２で反射されて再びコリメータレンズ１０２の方向へ進行する。コリメータレンズ１０２を透過して再びλ／４位相板１０３に入射する光のうち円偏光は、例えば、直線偏光であるｐ偏光光に変換される。特定の振動方向の偏光光であるｐ偏光光は、反射型偏光板１０４を透過することができる。これに対して、再度、λ／４位相板１０３を透過することにより特定の振動方向とは異なる他の振動方向に変換された直線偏光は、反射型偏光板１０４で反射され、上述の循環を繰り返す。
【００２４】
ここで、反射型偏光板１０４の構成について説明する。図３は、反射型偏光板１０４の平面図を示す。図４は、反射型偏光板１０４の断面図を示す。本実施例の反射型偏光板１０４としては、光学的に透明な硝子部材からなる基板４１５の上に、金属、例えばアルミニウムで構成されるワイヤ３１３を格子状に設けたＷｉｒｅ  Ｇｒｉｄ型偏光子を用いることができる。Ｗｉｒｅ  Ｇｒｉｄ型偏光子は、幅ｄのワイヤ３１３を、ピッチｐの格子状に設けている。例えば、ワイヤ３１３のピッチｐを１５０ｎｍ、ワイヤの幅ｄを７０〜８０ｎｍとすることができる。Ｗｉｒｅ  Ｇｒｉｄ型偏光子は、振動方向がワイヤ３１３に略垂直である偏光光を透過し、振動方向がワイヤ３１３に略平行である偏光光を反射する。Ｗｉｒｅ  Ｇｒｉｄ型偏光子を、特定の振動方向の偏光光の振動方向に対してワイヤ３１３が略垂直となるように設けることにより、特定の振動方向の偏光光のみを透過させることができる。
【００２５】
ＬＥＤ１０１と反射型偏光板１０４との間にコリメータレンズ１０２を設けることにより、反射型偏光板１０４で反射された光は、反射型偏光板１０４の方向へ進行するときと略同一の光路を逆向きに進行する。このため、光の損失を低減し、反射型偏光板１０４で反射された光を効率良くＬＥＤ１０１に戻すことができる。そして、反射型偏光板１０４からＬＥＤ１０１の方向に戻る光は反射部２１２で反射され、再び反射型偏光板１０４の方向に進行する。反射部２１２と反射型偏光板１０４との間の光路を偏光光が循環（リサイクル）する過程において、反射型偏光板１０４で特定の振動方向の偏光光を次々と取り出すことができる。この結果、高い利用効率で特定の振動方向の偏光光を得ることができる。これにより、特定の振動方向の偏光光を効率良く供給でき、液晶型空間光変調装置１３４を用いるプロジェクタ１００に好適な照明装置１１０を得られるという効果を奏する。さらに、照明装置１１０を用いることにより、高い光利用効率で明るい画像のプロジェクタ１００を得られるという効果を奏する。
【００２６】
また、λ／４位相板１０３を用いると、反射型偏光板１０４で反射された直線偏光は、２回位相板を透過することにより、位相がλ／２変化することになる。このため、反射型偏光板１０４で反射された直線偏光のうち一部の直線偏光を、再度反射型偏光板１０４に入射させるまでに特定の振動方向の直線偏光に変換することができる。例えば、反射型偏光板１０４で反射された光のうち、特定の振動方向とは異なる他の振動方向のｓ偏光光は、位相がλ／２変化することにより偏光軸が９０度回転し、特定の振動方向のｐ偏光光となる。このようにして特定の振動方向の直線偏光に変換された光は、反射型偏光板１０４を透過することができる。これに対して、再度、λ／４位相板１０３を透過することにより特定の振動方向とは異なる他の振動方向に変換された直線偏光は、反射型偏光板１０４で反射され、上述の再循環を繰り返す。これにより、さらに効率良く、所望の直線偏光成分を取り出すことができるという効果を奏する。
【００２７】
例えば、λ／４位相板１０３に対して斜め方向から直線偏光を入射させると、円偏光のほかに一部楕円偏光が生じることとなる。λ／４位相板１０３で楕円偏光を生じることとなると、直線偏光と円偏光との変換を効率良く行うことが困難となり、位相の変化量にばらつきを生じる場合がある。反射型偏光板１０４についても、反射型偏光板１０４に対して略垂直な方向から光を入射させる場合に、効率良く特定の振動方向の偏光光を透過させることができる。反射型偏光板１０４に対して斜め方向から光を入射させると、所望の直線偏光光を効率良く透過させることが困難となる。
【００２８】
本発明の照明装置１１０は、ＬＥＤ１０１からの光をコリメータレンズ１０２によって略平行化するため、ＬＥＤ１０１からの光をλ／４位相板１０３及び反射型偏光板１０４に対して略垂直な方向から入射させる構成にできる。λ／４位相板１０３に対して略垂直な方向から光を入射させることにより、直線偏光と円偏光との変換を効率良く行うことができる。また、ＬＥＤ１０１からの光を反射型偏光板１０４に対して略垂直な方向から入射させることにより、特定の振動方向の偏光光を効率良く取り出すことができる。このように、コリメータレンズ１０２を用いて光を略平行化することにより、効率良く特定の振動方向の偏光光を取り出すことができる。
【００２９】
さらに、本発明の構成によると、λ／４位相板１０３及び反射型偏光板１０４をＬＥＤ１０１の外部に配置する。λ／４位相板１０３及び反射型偏光板１０４をＬＥＤ１０１の内部に設ける必要がないことから、λ／４位相板１０３及び反射型偏光板１０４を熱による変質から防ぐことができる。また、金属部材からなる反射部２１２は耐熱性に優れることから、照明装置１１０は、効率の良い照明を長期間行うことが可能である。ＬＥＤ１０１の反射部２１２としては、従来ＬＥＤ１０１に設けられる発光チップを用いることとしても良い。発光チップにより発光機能及び反射部２１２としての機能を併せ持たせることにより、ＬＥＤ１０１を簡易な構成とし、かつＬＥＤ１０１を容易に製造することができる。
【実施例２】
【００３０】
図５は、本発明の実施例２に係るプロジェクタ５００の概略構成を示す。上記実施例１のプロジェクタ１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例のプロジェクタ５００は、平行化光学系としてリフレクタ５０６を用いることを特徴とする。ＬＥＤ１０１は、ＬＥＤ１０１の中心軸方向へ大きい強度の光を進行させる。例えば、ＬＥＤ１０１の先端部にレンズ作用を有する透明樹脂を設けることにより、ＬＥＤ１０１の中心軸方向へ大きい強度の光を進行させることができる。ＬＥＤ１０１の中心軸方向へ進行する光は、そのままλ／４位相板１０３に入射する。
【００３１】
これに対して、ＬＥＤ１０１からの一部の光は、ＬＥＤ１０１の中心軸方向以外の方向へ進行する。ＬＥＤ１０１から、ＬＥＤ１０１の中心軸方向以外の方向へ進行する光の一部は、平行化光学系であるリフレクタ５０６に入射する。リフレクタ５０６は、光沢性を有する金属部材、例えばアルミニウムからなる略放物面形状の反射面である。そして、リフレクタ５０６は、ＬＥＤ１０１を中心としてＬＥＤ１０１の周囲を取り囲み、開口部をλ／４位相板１０３の方向へ向けるようにして設けられている。
【００３２】
ＬＥＤ１０１からリフレクタ５０６に入射した光は、リフレクタ５０６で反射され、λ／４位相板１０３の方向へ進行する。このときリフレクタ５０６で反射してλ／４位相板１０３の方向へ進行する光の光路は、ＬＥＤ１０１の中心軸方向へ進行する光の光路と略平行となる。このようにして、リフレクタ５０６は、ＬＥＤ１０１からの光を略平行化する。ＬＥＤ１０１から直接λ／４位相板１０３に入射した光は、反射型偏光板１０４で反射された後も、λ／４位相板１０３から直接ＬＥＤ１０１に戻る。ＬＥＤからリフレクタ５０６を経てλ／４位相板１０３に入射した光は、反射型偏光板１０４で反射された後も、λ／４位相板１０３からリフレクタ５０６を経てＬＥＤ１０１に戻る。
【００３３】
このように、反射型偏光板１０４で反射された光は、上記実施例１の照明装置１１０と同様に、反射型偏光板１０４へ入射するときと略同一の光路を逆向きに進行する。これにより、照明装置５１０は、上記実施例１の照明装置１１０と同様、特定の振動方向の偏光光を効率良く供給することができる。
【００３４】
ＬＥＤ１０１とλ／４位相板１０３との間には、コリメータレンズを設けることとしても良い。コリメータレンズを設けることにより、ＬＥＤ１０１の中心軸方向以外の方向へ進行する光を略平行化してλ／４位相板１０３に導くことができる。リフレクタ５０６とコリメータレンズとを合わせて設けることにより、さらに効率良く光を供給することができる。
【００３５】
図６は、実施例２の変形例に係るプロジェクタ６００の概略構成を示す。上記実施例２のプロジェクタ５００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本変形例のプロジェクタ６００の照明装置６１０は、平行化光学系としてリフレクタ６０６とコリメータレンズ６０２とを有することを特徴とする。ＬＥＤ１０１から、ＬＥＤ１０１の中心軸方向へ進行する光は、そのままコリメータレンズ６０２に入射する。ＬＥＤ１０１から、ＬＥＤ１０１の中心軸方向以外の方向へ進行する光の一部は、リフレクタ６０６に入射する。
【００３６】
リフレクタ６０６は、光沢性を有する金属部材、例えばアルミニウムからなる略楕円形状の反射面である。リフレクタ６０６に入射した光は、リフレクタ６０６で反射され、コリメータレンズ６０２の方向へ進行する。コリメータレンズ６０２に入射した光は、略平行化されてλ／４位相板１０３の方向へ進行する。反射型偏光板１０４で反射された光は、上記実施例２の照明装置５１０と同様に、反射型偏光板１０４へ入射するときと略同一の光路を逆向きに進行する。このように、平行化光学系として略楕円形状のリフレクタ６０６とコリメータレンズ６０２とを用いても、特定の振動方向の偏光光を効率良く供給することができる。
【実施例３】
【００３７】
図７は、本発明の実施例３に係るプロジェクタ７００の概略構成を示す。上記実施例１のプロジェクタ１００と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例のプロジェクタ７００は、照明装置７１０に複数のＬＥＤをアレイ状に設けることを特徴とする。照明装置７１０は、Ｒ光を供給するＲ光用ＬＥＤ７０１Ｒと、Ｇ光を供給するＧ光用ＬＥＤ７０１Ｇと、Ｂ光を供給するＢ光用ＬＥＤ７０１Ｂとがアレイ状に設けられている。
【００３８】
各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂに対応して、平行化光学系であるコリメータレンズ７０２Ｒ、７０２Ｇ、７０２Ｂと、λ／４位相板７０３Ｒ、７０３Ｇ、７０３Ｂと、反射型偏光板７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂとが設けられている。コリメータレンズ７０２Ｒ、７０２Ｇ、７０２Ｂ、λ／４位相板７０３Ｒ、７０３Ｇ、７０３Ｂ、反射型偏光板７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂは、それぞれＬＥＤに対応してアレイ状に設けられている。
【００３９】
まず、Ｒ光用ＬＥＤ７０１ＲからのＲ光の光路について説明する。コリメータレンズ７０２Ｒは、Ｒ光用ＬＥＤ７０１ＲからのＲ光を略平行化する。コリメータレンズ７０２Ｒにより略平行化された光は、λ／４位相板７０３Ｒを透過した後、反射型偏光板７０４Ｒに入射する。反射型偏光板７０４Ｒは、コリメータレンズ７０２Ｒからの光のうち特定の振動方向の偏光光、例えばｐ偏光光を透過させる。また、反射型偏光板７０４Ｒは、コリメータレンズ７０２Ｒからの光のうち特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する。例えば、反射型偏光板７０４Ｒは、ｐ偏光光以外の偏光光を反射する。反射型偏光板７０４Ｒを透過した偏光光は、集光レンズ１０５によってロッドインテグレータ１２０の入射端面近傍の領域に集光される。
【００４０】
反射型偏光板７０４Ｒで反射された光は、上記実施例１の照明装置１１０と同様に、反射型偏光板７０４Ｒへ入射するときと略同一の光路を逆向きに進行して、Ｒ光用ＬＥＤ７０１Ｒに戻る。Ｒ光用ＬＥＤ７０１Ｒには、上記実施例１のＬＥＤ１０１と同様、反射部（不図示）が設けられている。Ｒ光用ＬＥＤ７０１Ｒに戻った光は、反射部で反射されて再びコリメータレンズ７０２Ｒの方向へ進行する。このようにして反射部と反射型偏光板７０４Ｒとの間の光路を偏光光が循環（リサイクル）する過程において、反射型偏光板７０４Ｒで特定の振動方向の偏光光を次々と取り出すことができる。Ｇ光用ＬＥＤ７０１ＧからのＧ光、Ｂ光用ＬＥＤ７０１ＢからのＢ光についても、Ｒ光と同様にして特定の振動方向の偏光光を次々と取り出すことができる。
【００４１】
ロッドインテグレータ１２０で略均一化された各色光は、空間光変調装置である液晶型空間光変調装置７３４に入射する。液晶型空間光変調装置７３４は、照明装置７１０からの各色光を画像信号に応じて変調する。ここで、照明装置７１０からの各色光の変調について説明する。各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂは、点灯と消灯とを高速に切り換えることが可能である。このため、画像信号に応じて照明装置７１０の各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂの点灯タイミングを異ならせることにより、一つの液晶型空間光変調装置７３４で各色光を変調することができる。
【００４２】
Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順次投写し、全体として白色の投写像を得るためには、Ｇ光の光束量が全体の光束量のうち６０〜８０％であることを要する。各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂの出力量と数量とが同一である場合、Ｇ光の光束量が不足することとなる。このため、Ｇ色用ＬＥＤ７０１Ｇの点灯時間を、Ｒ光用ＬＥＤ７０１Ｒの点灯時間、及びＢ光用ＬＥＤ７０１Ｂの点灯時間のいずれよりも長くする。また、Ｇ光用ＬＥＤ７０１Ｇの数量を、Ｒ光用ＬＥＤ７０１Ｒの数量、及びＢ光用ＬＥＤ７０１Ｂの数量のいずれよりも多くすることにより、Ｇ光用ＬＥＤ７０１Ｇの点灯時間を、Ｒ光用ＬＥＤ７０１Ｒの点灯時間、及びＢ光用ＬＥＤ７０１Ｂの点灯時間と同一に、又は短くすることもできる。このようにして、良好なカラーバランスの投写像を得ることができる。
【００４３】
照明装置７１０は、ＬＥＤからの光束を倍増させることなく特定の振動方向の偏光光を供給可能である。このため、複数のＬＥＤをアレイ状に配置する構成としても、プロジェクタ７００の光学系において光束を有効に用いることができる。このように、照明装置７１０は、複数のＬＥＤをアレイ状に配置する構成にも容易に対応することが可能である。ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂをアレイ状に設ける場合、照明装置７１０は、コリメータレンズ、λ／４位相板、反射型偏光板をＬＥＤに対応してアレイ状に設ける構成とすることができる。コリメータレンズ、λ／４位相板、反射型偏光板をＬＥＤに対応して設けることにより、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光それぞれの波長特性に応じたものを用いることもでき、複数のＬＥＤからの光を効率良く供給することができる。
【００４４】
また、集光レンズ１０５を用いる構成とすることにより、複数のＬＥＤをアレイ状に設ける場合も、ロッドインテグレータ１２０の入射端面近傍に効率良く偏光光を進行させることができる。これにより、複数のＬＥＤからの光を効率良く供給することができるという効果を奏する。本実施例の構成によると、ＬＥＤを設ける領域に対応してロッドインテグレータ１２０を大型にすること、ＬＥＤに対応してロッドインテグレータ１２０の入射端面に複数の開口部を設けること等の措置をとる必要もない。このため、ロッドインテグレータ内のみにおいて光をリサイクルする構成に比較して、プロジェクタ７００を小型かつ簡易な構成にできる。
【００４５】
図８は、本実施例の照明装置７１０の変形例である照明装置８１０の概略構成を示す。本変形例の照明装置８１０は、プロジェクタ７００に適用することができる。照明装置８１０は、各色光用ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂに対応して集光レンズ８０５Ｒ、８０５Ｇ、８０５Ｂをアレイ状に設けることを特徴とする。各集光レンズ８０５Ｒ、８０５Ｇ、８０５Ｂは、それぞれ入射光をロッドインテグレータ１２０の入射端面の近傍に集光させるように、ロッドインテグレータ１２０の入射端面の方向に偏心させた形状とすることが望ましい。これにより、複数のＬＥＤからの光を効率良く供給することができる。
【００４６】
複数のＬＥＤに対応して平行化光学系と反射型偏光板とを設ける構成としては、本実施例の構成に限られない。例えば、各ＬＥＤについて上記実施例２の照明装置５１０と同様
に、リフレクタ、又はリフレクタとコリメータレンズの組合せのいずれかを設けることとしても良い。なお、本実施例の照明装置７１０、８１０は、光源としてＲ光用ＬＥＤ、Ｇ光用ＬＥＤ、Ｂ光用ＬＥＤを用いる構成としているが、上記実施例１と同様、複数の白色光用ＬＥＤを用いる構成としても良い。複数の白色光用ＬＥＤを用いる場合、上記実施例１と同様、カラーフィルタを用いて白色光の色分離を行う構成とすることが望ましい。さらに、本実施例では３色光を用いる構成としているが、４色光を用いる構成としても良い。また、上述の実施例ではλ／４位相板と、反射型偏光板とを複数のＬＥＤにそれぞれ対応して設ける構成としたが、それに限られず、複数のＬＥＤに対して単独のλ／４位相板と反射型偏光板とを設ける構成としても良い。
【００４７】
上記各実施例において照明装置の光源としてＬＥＤを用いているが、ＬＥＤ以外の固体発光素子や、固体発光素子以外の発光体、例えば、超高圧水銀ランプやハロゲンランプ等のランプを用いることとしても良い。液晶型空間光変調装置としては、透過型液晶表示装置を用いる場合に限らず、画像信号に応じて光を反射させる、いわゆる反射型液晶表示装置を用いることとしても良い。また、プロジェクタは、単独の液晶型空間光変調装置を用いる構成に限らず、３つの液晶型空間光変調装置を設けた、いわゆる３板式のプロジェクタであっても良い。３板式のプロジェクタは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光についてそれぞれ照明装置を設ける構成とする。３つの液晶型空間光変調装置が画像信号に応じてそれぞれＲ光、Ｇ光、Ｂ光を変調する。そして、変調された各色光を合成することによって、投写像を得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明に係る照明装置は、プロジェクタの照明装置として有用であり、特に、液晶型空間光変調装置を備えるプロジェクタの照明装置として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例１に係るプロジェクタの概略構成図。
【図２】照明装置の一部の構成と光路との説明図。
【図３】反射型偏光板の平面図。
【図４】反射型偏光板の断面図。
【図５】本発明の実施例２に係るプロジェクタの概略構成図。
【図６】実施例２の変形例に係るプロジェクタの概略構成図。
【図７】本発明の実施例３に係るプロジェクタの概略構成図。
【図８】実施例３の照明装置の変形例の概略構成図。
【符号の説明】
【００５０】
１００  プロジェクタ、１０１  ＬＥＤ、１０２  コリメータレンズ、１０３  λ／４位相板、１０４  反射型偏光板、１０５  集光レンズ、１１０  照明装置、１２０  ロッドインテグレータ、１３２  カラーフィルタ、１３４  液晶型空間光変調装置、１４０  投写レンズ、１５０  スクリーン、２１２  反射部、３１３  ワイヤ、４１５  基板、５００  プロジェクタ、５０６  リフレクタ、５１０  照明装置、６００  プロジェクタ、６０２  コリメータレンズ、６０６  リフレクタ、６１０  照明装置、７００  プロジェクタ、７０１Ｒ  Ｒ光用ＬＥＤ、７０１Ｇ  Ｇ光用ＬＥＤ、７０１Ｂ  Ｂ光用ＬＥＤ、７０２Ｒ、７０２Ｇ、７０２Ｂ  コリメータレンズ、７０３Ｒ、７０３Ｇ、７０３Ｂ  λ／４位相板、７０４Ｒ、７０４Ｇ、７０４Ｂ  反射型偏光板、７１０  照明装置、７３４  液晶型空間光変調装置、８０５Ｒ、８０５Ｇ、８０５Ｂ  集光レンズ、８１０  照明装置、ｄ  幅、ｐ  ピッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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